Министерство образования и науки Российской федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Цифровые устройства и микропроцессоры

Задания на контрольную работу

и методические указания к её выполнению

для студентов РЭФ

заочной формы обучения

Новосибирск

2016

68I.325.5-I8I.4(07)

Составители:

А.М.Сажнев, канд.техн.наук, доц.

А.В.Никулин, ассистент

Рецензент

Работа подготовлена на кафедре радиоприемных

и радиопередающих устройств

© Новосибирский государственный

технический университет, 2016 г.

Оглавление

1. Общие положения…………………………………………..4

2. Выбор варианта задания……………………………………4

3. Задание на контрольную работу…………………………..4

3.1. Арифметические и логические основы ЦУМП………….4

3.2. Синтез счетчика……………………………………………7

4. Методические указания и пояснения к работе…………….9

4.1. Двоичные счетчики……………………………………….9

4.2. Счетчики с произвольным основанием…………………13

5. Оформление контрольной работы………………………..16

6. Список литературы…………………………………………16

Приложение……………………………………………………17

1.Общие положения

Контрольная работа по курсу «Цифровые устройства и микропроцессоры» (ЦУМП) направлена на приобретение практических навыков по синтезу узлов цифровых вычислительных устройств и предполагает знание всех основных разделов теоретического курса. Этот курс включает: арифметические и логические основы цифровой техники, запись и схемную реализацию функций алгебры логики, комбинационные и последовательностные устройства, конечные автоматы, структуры микропроцессоров, микропроцессорных систем и принципы их программирования.

Каждый студент выполняет контрольную работу, состоящую из двух заданий:

Задание 1 – Арифметические и логические основы ЦУМП

Задание 2 – Синтез счётчика.

2. Выбор варианта задания

Номер варианта задания выбирается по четырем последним цифрам индивидуального шифра, из которых две первые есть номер группы, а две последние - номер студента в группе. Следует перемножить эти пары цифр и принять за номер варианта две последние цифры получен­ного результата. Например, студент, имеющий шифр 30221218, выпол­няет вариант 16 (12*18 = 216).

Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, не засчи­тывается.

2. Задание на контрольную работу

3.1 Арифметические и логические основы цумп

Задание содержит две задачи:

- выполнить арифметические преобразования в различных системах счисления;

- реализовать логическую функцию четырёх переменных.

Задача1. Выполнить следующие арифметические операции по преобразованию систем счисления:

а) исходное десятичное число (табл.1), содержащее целую и дробную

части, заданное в форме с фиксированной запятой (точкой), перевести

в двоичную, в двоично- десятичную (код 8421) и в

шестнадцатеричную системы счисления;

б) исходное число в 16-ричной системе счисления (табл.2) представить

в двоично-десятичной системе счисления (код 8421) и в десятичной

системе счисления;

в) исходные десятичные числа (табл. 3), перевести в двоично-

десятичную систему (код 8421), сложить алгебраически,

предварительно представив отрицательные числа в дополнительном

коде, а результат – в десятичной системе счисления;

г) исходное число из табл. 1 представить в форме с плавающей запятой

(точкой) с точностью до четвертого десятичного знака после запятой.

Таблица 1

Предпоследняя цифра шифра	Последняя цифра варианта
	0	1	2	3	4
0	371.135	258.341	236.712	148.124	124.261
1	157.913	126.145	234.611	791.314	236.910
2	245.678	346.112	478.245	145.124	235.113
3	236.711	139.123	178.124	235.132	136.891
4	214.145	124.561	148.245	367.415	368.123
5	345.810	125.131	378.121	135.810	341.213
6	235.912	345.801	145.614	461.245	246.131
7	346.721	125.314	236.811	456.714	234.232
8	361.123	134.115	279.103	568.297	689.435
9	158.214	237.125	345.281	248.135	123.101

Продолжение таблицы 1

Предпоследняя цифра шифра	Последняя цифра варианта
	5	6	7	8	9
0	156.814	136.112	145.114	135.121	138.315
1	346.213	245.314	345.213	241.413	124.101
2	458.112	247.211	269.131	679.451	691.314
3	136.101	126.141	257.101	345.131	245.913
4	368.219	678.121	157.123	679.141	129.141
5	167.891	129.213	367.112	789.131	246.211
6	234.135	135.121	378.121	246.135	236.712
7	456.811	124.411	459.145	126.812	451.121
8	236.711	141.415	145.610	367.913	589.123
9	467.159	246.191	691.214	357.149	571.532

Таблица 2

Предпослед- няя цифра	Последняя цифра варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	2FH	2EH	2DH	3CH	3AH	3BH	41H	57H	A8H	B7H
1	9CH	9DH	9EH	9FH	A0H	A1H	A2H	A3H	A4H	A5H
2	A6H	A7H	A8H	A9H	AAH	ABH	ACH	ADH	AEH	AFH
3	B0H	B1H	B2H	B3H	B4H	B5H	B6H	B7H	B8H	B9H
4	BAH	BBH	BCH	BDH	BEH	BFH	96H	97H	98H	99H
5	4AH	5BH	6CH	7DH	8EH	9FH	77H	78H	79H	85H
6	E1H	E0H	DFH	DEH	DDH	DCH	DBH	DAH	D9H	D8H
7	EBH	EAH	E9H	E8H	E7H	E6H	E5H	E4H	E3H	E2H
8	F5H	FF4H	F3H	F2H	F1H	F0H	EFH	EEH	EDH	ECH
9	FFH	FEH	FDH	FCH	FBH	FAH	F9H	F8H	F7H	F6H

Таблица 3

Предпослед- няя цифра	Последняя цифра варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	-26	-54	56	-60	63-	59	-67	69	-73	-33
	54	26	-28	89	28	48	28	-24	89	85
1	-28	-56	57	-61	64	51	-68	69	-75	85
	56	28	-79	88	-27	49	27	-25	85	34
2	24	91	81	92	-56	-36	39	56	81	34
	-14	-74	45	-44	48	37	-49	-37	-41	-72
3	56	49	58	64	91	45	23	25	71	99
	-91	36	-28	-32	-34	-26	-28	75	-24	-26
4	-36	34	24	84	71	91	98	97	95	92
	89	-65	-46	-28	-28	-27	-25	-23	-24	-25
5	49	48	47	45	43	41	39	37	38	43
	-75	-28	-23	-22	-21	20	-18	-25	-85	-84
6	45	47	49	51	53	43	-43	-53	-51	-49
	-23	-25	-99	-73	-48	-29	29	48	73	99
7	-33	-35	-37	-39	63	39	37	37	35	39
	48	49	51	53	-39	-53	-51	-50	-47	-23
8	63	65	67	68	73	-73	-68	-67	-65	-69
	-23	-25	-24	-23	-28	28	23	24	25	23
9	-27	-28	-29	-30	-31	33	34	35	37	39
	55	56	57	58	59	-60	-61	-60	-62	-64

Задача2. Логическая функция четырёх переменных x₁, x₂, x₃, x₄ имеет истинное значение на тех наборах входных переменных, которые эквивалентны десятичным числам, указанным в табл. 4, т. е. заданы в числовом виде. Требуется:

а) построить таблицу истинности функции четырёх указанных переменных и записать для нее СДНФ и СКНФ.

б) минимизировать полученную функцию графическим методом Карно-Вейча и (или) аналитически, используя законы алгебры логики.

в) на основании полученной минимальной (тупиковой) формы

переключательной функции построить логическую схему на

микросхемах произвольной серии.

Таблица 4

Предпос ледняя цифра	Последняя цифра варианта
	0	1	2	3	4
0	0, 3, 7, 10, 11, 13, 15	2, 5, 8, 12, 13, 14, 15	0, 2, 3, 6, 7, 12, 13	1, 4, 8, 10, 11, 12, 14, 15	0, 1, 2, 4, 5, 6, 11, 14
1	0, 1, 5, 7, 9, 10, 13,	1, 2, 6, 8, 10, 14, 15	2, 3, 4, 6, 10, 11, 13	0, 7, 9, 10, 13, 14, 15	2, 3, 6, 7, 9, 10, 11, 12
2	2, 4, 5, 6, 7, 8, 15	3, 4, 6, 8, 11, 12, 14	4, 7, 8, 10, 12, 14, 15	1, 4, 5, 6, 11, 12, 14,	0, 2, 3, 5, 8, 10, 13
3	2,3, 6, 7 10, 11, 12, 13	1, 3, 6, 9, 11, 12, 13,	0, 1, 7, 8, 10, 12, 14	2, 3, 5, 10, 11, 12, 13	0, 1, 3, 6, 8, 9, 12, 13
4	0, 1, 10, 11, 12, 14, 15	0, 1, 2, 4, 5, 6, 11, 14	1,4,8,10,11, 12, 14, 15	0, 3, 6, 7, 8, 14, 15	1, 3, 6, 8, 9, 12, 13
5	3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11	1, 2, 5, 7, 10, 13, 15	0, 3, 7, 8, 11,12,14,15	1, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 13	0, 3, 4, 10, 12,13,14,15
6	2, 3, 5, 7, 9, 10, 11	3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11	0, 1, 4, 5, 6, 11, 14	1, 4, 6, 11, 12, 14, 15	0, 2, 4, 6, 11, 13, 15
7	0, 2, 4, 6, 7, 9, 13	0, 1, 2, 5, 7, 9, 13, 14	2, 3, 6, 7, 8, 11, 12	0, 4, 5, 6, 7, 9, 14	2, 3, 4, 5, 12, 13, 14
8	3, 6, 10, 11, 12,13,14,15	1, 3, 4, 6, 7, 8, 11, 15	0, 2, 7, 8, 9, 10, 15	2, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12	4, 6, 8, 9, 11, 13, 15
9	1,5,8,10,11, 12, 14, 15	0, 2, 3, 7, 9,11,12,15	2, 3, 4, 5, 8, 10, 11	0, 2, 4, 8, 10, 13, 15	1, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 13